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JP6453581B2 - Power supply device, power supply system, and power supply method - Google Patents

Power supply device, power supply system, and power supply method Download PDF

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JP6453581B2 JP2014163922A JP2014163922A JP6453581B2 JP 6453581 B2 JP6453581 B2 JP 6453581B2 JP 2014163922 A JP2014163922 A JP 2014163922A JP 2014163922 A JP2014163922 A JP 2014163922A JP 6453581 B2 JP6453581 B2 JP 6453581B2
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Description

本発明は、電力供給機器、電力供給システム、および電力供給方法に関するものである。より詳細には、本発明は、例えば燃料電池のような分散型電源が発電する電力を供給する電力供給機器、このような電力供給機器を含む電力供給システム、および、このようなシステムにおける電力供給方法に関するものである。   The present invention relates to a power supply device, a power supply system, and a power supply method. More specifically, the present invention relates to a power supply device that supplies power generated by a distributed power source such as a fuel cell, a power supply system including such a power supply device, and a power supply in such a system. It is about the method.

近年、例えば太陽電池および燃料電池のような複数の分散型電源を発電装置として連結し、これらの発電装置が発電する電力を供給するシステムが研究されている。このような分散型電源として用いられる発電装置には、例えば固体高分子形燃料電池(PEFC)および固体酸化物形燃料電池(SOFC)などのような燃料電池が知られている。   In recent years, a system in which a plurality of distributed power sources such as a solar cell and a fuel cell are connected as a power generation device and electric power generated by these power generation devices has been studied. As such a power generation apparatus used as a distributed power source, for example, fuel cells such as a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) and a solid oxide fuel cell (SOFC) are known.

現在、日本国において、上述した燃料電池のような分散型電源を用いて発電する電力は、系統(グリッド)に売電することができない。このため、現在の電力供給システムにおけるパワーコンディショナ(インバータ)は、燃料電池のような分散型電源が発電する電力の系統への逆潮流を検出すると、その供給を低下または停止させるように制御する。したがって、これらの分散型電源を複数連結して運転するシステムにおいては、電力の逆潮流を検出すると、複数の分散型電源の出力をそれぞれ制御して、システム全体として供給する電力が逆潮流しないように調整している(特許文献1参照)。   Currently, in Japan, power generated using a distributed power source such as the fuel cell described above cannot be sold to the grid. For this reason, a power conditioner (inverter) in a current power supply system controls to reduce or stop the supply of power when a reverse power flow to a power system generated by a distributed power source such as a fuel cell is detected. . Therefore, in a system that operates by connecting a plurality of these distributed power sources, when a reverse power flow is detected, the outputs of the plurality of distributed power sources are controlled so that the power supplied as a whole system does not flow backward. (Refer to Patent Document 1).

特開2002−247765号公報JP 2002-247765 A 特開2000−92719号公報JP 2000-92719 A

ところで、例えば停電などによってパワーコンディショナが運転中に系統から切り離され、パワーコンディショナから供給される電力と負荷の消費電力とが釣り合った状態で継続される運転は、単独運転と呼ばれる。このように単独運転になると、作業員などの安全性の観点から、パワーコンディショナからの電力供給を停止する必要がある。このような単独運転を検出する方法として、例えば、単独運転時の負荷による電圧の位相の変動を利用した受動的な検出方法である、電圧位相跳躍方式などがある(特許文献2参照)。この方式による検出には、ある程度の時間を要することもある。   By the way, for example, an operation in which the power conditioner is disconnected from the system during operation due to a power failure or the like and is continued in a state where the power supplied from the power conditioner and the power consumption of the load are balanced is referred to as a single operation. In this way, it becomes necessary to stop the power supply from the power conditioner from the viewpoint of safety of workers and the like when the operation becomes independent. As a method for detecting such an isolated operation, for example, there is a voltage phase jumping method, which is a passive detection method using a change in voltage phase due to a load during an isolated operation (see Patent Document 2). The detection by this method may take a certain amount of time.

上述のように、燃料電池が発電した電力は系統に売電することができないため、パワーコンディショナは、供給する電力が負荷の消費電力を超えないように制御する。この時、パワーコンディショナは、系統に逆潮流する電力の発生を防ぐため、系統からの電力が若干の順潮流になるように制御する。   As described above, since the power generated by the fuel cell cannot be sold to the grid, the power conditioner controls so that the supplied power does not exceed the power consumption of the load. At this time, the power conditioner performs control so that the power from the system has a slight forward current in order to prevent generation of power that flows backward to the system.

しかしながら、パワーコンディショナが単独運転になると、系統との間に流れる電流が検出されなくなる。このため、パワーコンディショナは、順潮流の電流を増やそうとして、パワーコンディショナから供給される電力を抑制する。こうしてパワーコンディショナが電力の供給を抑制すると、パワーコンディショナ内においてDC/DCコンバータとDC/ACインバータとを結合する直流リンクの電圧(リンク電圧)が低下する。このリンク電圧が低下すると、例えばパワーコンディショナが供給する電力を適切に制御できなくなるなど、種々の問題が生じる。   However, when the power conditioner is operated independently, the current flowing between the system and the system is not detected. For this reason, the power conditioner suppresses the electric power supplied from the power conditioner in an attempt to increase the forward current. When the power conditioner suppresses the supply of power in this way, the voltage (link voltage) of the DC link that couples the DC / DC converter and the DC / AC inverter in the power conditioner decreases. When the link voltage decreases, various problems occur, for example, it becomes impossible to properly control the power supplied by the power conditioner.

したがって、本発明の目的は、分散型電源から出力される電力が系統に逆潮流しないように運転する際、単独運転の状態になっても、リンク電圧の低下を防ぐことができる電力供給機器、電力供給システム、および電力供給方法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a power supply device capable of preventing a decrease in link voltage even when the operation is performed so that the power output from the distributed power source does not flow backward to the grid, An object is to provide a power supply system and a power supply method.

上記目的を達成する第1の観点に係る発明は、
系統に連系し、分散電源からの直流電力を交流電力に変換する電力供給機器であって、
前記電力供給機器は、当該電力供給機器と前記系統との間に流れる電流に応じて、前記交流電力を制御する制御部を備え、
前記制御部は、当該電力供給機器から供給される電流(A3)のピークが第1の閾値(例えば1A)未満、かつ、当該電力供給機器と前記系統との間に流れる電流(CT)の絶対値が第2の閾値(例えば0.1A)未満の時、前記分散型電源から出力される電力を維持するように制御するものである。
The invention according to the first aspect to achieve the above object is
And interconnection to the system, a power supply apparatus for converting DC power from the dispersed type power supply to AC power,
The power supply device includes a control unit that controls the AC power according to a current flowing between the power supply device and the system.
The control unit is configured such that the peak of the current (A3) supplied from the power supply device is less than a first threshold (for example, 1A), and the absolute current (CT) flowing between the power supply device and the system When the value is less than a second threshold value (for example, 0.1 A), control is performed so as to maintain the power output from the distributed power source.

また、前記制御部は、このような制御を、前記電力供給機器と前記系統との間の電力(CT×V3)が第3の閾値(例えば−50W)以上の時に行ってもよい。   Moreover, the said control part may perform such control when the electric power (CT * V3) between the said electric power supply apparatus and the said system | strain is more than a 3rd threshold value (for example, -50W).

また、前記制御部は、前記電力供給機器と前記系統との間の電力(CT×V3)が前記第3の閾値(例えば−50W)未満の時、前記分散型電源から出力される電力を増大させるように制御してもよい。 In addition, the control unit increases the power output from the distributed power source when the power (CT × V3) between the power supply device and the system is less than the third threshold (for example, −50 W). You may control to make it.

また、前記制御部は、前記電力供給機器から供給される電流(A3)のピークが前記第1の閾値(例えば1A)以上、または、当該電力供給機器と前記系統との間に流れる電流(CT)の絶対値が前記第2の閾値(例えば0.1A)以上の時、前記分散型電源から出力される電力を減少させるように制御してもよい。 In addition, the control unit is configured such that the peak of the current (A3) supplied from the power supply device is equal to or higher than the first threshold (for example, 1A), or a current (CT that flows between the power supply device and the system) ) May be controlled so as to reduce the power output from the distributed power source when the absolute value of the power is greater than or equal to the second threshold value (for example, 0.1 A).

また、前記制御部は、このような制御を、前記電力供給機器と前記系統との間の電力(CT×V3)が第4の閾値(例えば−40W)以上の時に行ってもよい。   Moreover, the said control part may perform such control, when the electric power (CT * V3) between the said electric power supply apparatus and the said system | strain is more than a 4th threshold value (for example, -40W).

また、前記制御部は、前記電力供給機器と前記系統との間の電力(CT×V3)が前記第4の閾値(例えば−40W)未満の時、前記分散型電源から出力される電力を維持するように制御してもよい。   In addition, the control unit maintains the power output from the distributed power source when the power (CT × V3) between the power supply device and the system is less than the fourth threshold (for example, −40 W). You may control to do.

上記目的を達成する第2の観点に係る発明は、
系統に連系し、分散電源からの直流電力を交流電力に変換する電力供給機器と、
前記電力供給機器と前記系統との間に流れる電流(CT)を検出する電流センサと、
を含む電力供給システムであって、
前記電力供給機器は、当該電力供給機器から供給される電流(A3)のピークが第1の閾値(例えば1A)未満、かつ、前記電流センサが検出する電流(CT)の絶対値が第2の閾値(例えば0.1A)未満の時、前記分散型電源から出力される電力を維持するように制御するものである。
The invention according to the second aspect to achieve the above object is
A power supply device and interconnection to the system, to convert the DC power from the dispersed type power supply to AC power,
A current sensor for detecting a current (CT) flowing between the power supply device and the system;
A power supply system comprising:
In the power supply device, the peak of the current (A3) supplied from the power supply device is less than a first threshold (for example, 1A), and the absolute value of the current (CT) detected by the current sensor is a second value. When it is less than a threshold value (for example, 0.1 A), control is performed so as to maintain the power output from the distributed power source.

上記目的を達成する第3の観点に係る発明は、
系統に連系し、分散電源からの直流電力を交流電力に変換する電力供給機器と、
前記電力供給機器と前記系統との間に流れる電流(CT)を検出する電流センサと、
を含む電力供給システムにおける電力供給方法であって、
前記電力供給機器において、当該電力供給機器から供給される電流(A3)のピークが第1の閾値(例えば1A)未満、かつ、前記電流センサが検出する電流(CT)の絶対値が第2の閾値(例えば0.1A)未満の時、前記分散型電源から出力される電力を維持するように制御するものである。

The invention according to the third aspect for achieving the above object is:
A power supply device and interconnection to the system, to convert the DC power from the dispersed type power supply to AC power,
A current sensor for detecting a current (CT) flowing between the power supply device and the system;
A power supply method in a power supply system including:
In the power supply device, the peak of the current (A3) supplied from the power supply device is less than a first threshold (for example, 1A), and the absolute value of the current (CT) detected by the current sensor is a second value. When it is less than a threshold value (for example, 0.1 A), control is performed so as to maintain the power output from the distributed power source.

本発明によれば、分散型電源から出力される電力が系統に逆潮流しないように運転する際、単独運転の状態になっても、リンク電圧の低下を防ぐことができる電力供給機器、電力供給システム、および電力供給方法を提供することができる。   According to the present invention, when operating so that the power output from the distributed power source does not flow backward to the system, the power supply device and the power supply that can prevent the link voltage from being lowered even when the power supply is in a single operation state. A system and a power supply method can be provided.

本発明の実施形態に係る電力供給システムを概略的に示す機能ブロック図である。1 is a functional block diagram schematically showing a power supply system according to an embodiment of the present invention. 従来の電力供給機器の制御を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining control of the conventional power supply apparatus. 従来の電力供給機器の制御を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining control of the conventional power supply apparatus. 本発明の実施形態に係る電力供給機器の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the electric power supply apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る電力供給機器の制御を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining control of the electric power supply apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る電力供給機器の制御を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining control of the electric power supply apparatus which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る電力供給機器を含む電力供給システムを概略的に示す機能ブロック図である。以下の説明において、従来よく知られている要素および機能部については、適宜、説明を簡略化または省略する。   FIG. 1 is a functional block diagram schematically showing a power supply system including a power supply device according to an embodiment of the present invention. In the following description, description of elements and function units well known in the art will be simplified or omitted as appropriate.

図1に示すように、本発明の実施形態に係る電力供給システム1は、電力供給機器10、直流電源30、電流センサ40を含んで構成される。図1において、電力供給システム1は、分散型電源である直流電源30が1つ接続された電力供給機器10を含んで構成される例を示してある。しかしながら、本実施形態に係る電力供給システム1は、電力供給機器10のような構成の電力供給機器、および直流電源30などのような構成の分散型電源を、任意の個数含んで構成することができる。また、図1においては、電力供給システム1が単相2線接続である場合の例を示してあるが、本実施形態はこのような例に限定されず、例えば単相3線接続または三相3線接続などとしてもよい。   As shown in FIG. 1, the power supply system 1 according to the embodiment of the present invention includes a power supply device 10, a DC power supply 30, and a current sensor 40. In FIG. 1, an example in which the power supply system 1 includes a power supply device 10 to which one DC power supply 30 that is a distributed power supply is connected is shown. However, the power supply system 1 according to the present embodiment may be configured to include an arbitrary number of power supply devices configured as the power supply device 10 and distributed power sources configured as the DC power supply 30 and the like. it can. Moreover, although the example in case the electric power supply system 1 is single phase 2 wire connection is shown in FIG. 1, this embodiment is not limited to such an example, for example, single phase 3 wire connection or 3 phase A three-wire connection may be used.

図1に示すように、電力供給機器10は、分散型電源である直流電源30に接続される。電力供給機器10は、直流電源30から出力される電力を制御して、負荷200に供給する。ここで、電力供給機器10は、系統100に連系して負荷200に供給する電力を直流から交流に変換する。このように電力供給機器10が電力の変換を行うための構成は、従来のパワーコンディショナと同様の構成を採用することができる。電力供給機器10が行う制御および構成の詳細については、さらに後述する。   As shown in FIG. 1, the power supply device 10 is connected to a DC power source 30 that is a distributed power source. The power supply device 10 controls the power output from the DC power supply 30 and supplies it to the load 200. Here, the power supply device 10 converts the power supplied to the load 200 in connection with the system 100 from direct current to alternating current. Thus, the structure for the power supply device 10 to convert power can adopt the same structure as that of a conventional power conditioner. Details of control and configuration performed by the power supply device 10 will be described later.

直流電源30は、電力供給機器10に接続されて、系統100に連系して負荷200に供給する電力を出力する。ここで、系統100は、一般的な商用電力系統(グリッド)とすることができる。直流電源30は、例えば固体高分子形燃料電池(PEFC)または固体酸化物形燃料電池(SOFC)などのような各種の燃料電池などを含んで構成することができる。特に、本実施形態においては、直流電源30は、発電した電力を系統に売電することができない、すなわち逆潮流させることができない電力を発電するものとするのが好適である。   The DC power supply 30 is connected to the power supply device 10 and outputs power supplied to the load 200 in connection with the system 100. Here, the system 100 can be a general commercial power system (grid). The DC power supply 30 can be configured to include various fuel cells such as a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) or a solid oxide fuel cell (SOFC). In particular, in the present embodiment, it is preferable that the DC power supply 30 generate power that cannot be generated by selling the generated power to the system, that is, cannot be reversely flowed.

ここで、「逆潮流させることができない電力」とは、例えば燃料電池の発電による電力のようにインフラストラクチャから供給されるエネルギーに基づく電力であって、例えば現在の日本国におけるように売電が認められていない電力である。したがって、本実施形態において、直流電源30は、例えば太陽光発電を行う太陽電池を備えた発電部のように、発電した電力を系統に売電することができるものとは異なる発電部とするのが好適である。以下、直流電源30が直流の電力を発電するSOFCである場合の例について説明する。しかしながら、本発明に係る分散型電源は、直流の電力を発電するSOFCに限定されず、典型的には燃料電池を備えた各種の発電装置としたり、または電力を充放電可能な蓄電池のような分散型電源としてもよい。   Here, “electric power that cannot be reversely flowed” is electric power based on energy supplied from the infrastructure, such as electric power generated by a fuel cell, for example. Unacceptable power. Therefore, in the present embodiment, the DC power source 30 is a power generation unit different from that capable of selling the generated power to the system, such as a power generation unit including a solar cell that performs solar power generation. Is preferred. Hereinafter, an example in which the DC power supply 30 is an SOFC that generates DC power will be described. However, the distributed power source according to the present invention is not limited to the SOFC that generates direct-current power, and typically includes various power generation devices including a fuel cell, or a storage battery that can charge and discharge power. A distributed power source may be used.

直流電源30は、SOFCで構成される場合、外部から供給される水素および酸素などのガスを電気化学反応させる燃料電池発電装置によって発電を行い、発電した電力を出力することができる。本実施形態において、直流電源30は、起動時には系統100からの電力を受けて運転を開始するが、起動した後は、系統100からの電力を受けずに稼動する、すなわち自立運転が可能であってもよい。本実施形態において、直流電源30は、自立運転することができるように、改質部など他の機能部も必要に応じて適宜含むものとする。本実施形態において、直流電源30は、一般的によく知られた燃料電池で構成することができるため、燃料電池についてのより詳細な説明は省略する。   When the DC power source 30 is configured by SOFC, the DC power source 30 can generate electric power by a fuel cell power generation device that electrochemically reacts gases such as hydrogen and oxygen supplied from the outside, and can output the generated electric power. In the present embodiment, the DC power supply 30 starts operation upon receiving power from the system 100 at the time of startup, but operates after receiving the power from the system 100, that is, is capable of independent operation. May be. In the present embodiment, the DC power supply 30 appropriately includes other functional units such as a reforming unit as necessary so that the DC power supply 30 can be operated independently. In the present embodiment, the DC power supply 30 can be configured by a generally well-known fuel cell, and therefore a more detailed description of the fuel cell is omitted.

直流電源30が発電した電力は、電力供給機器10を経て、電力を消費する各種の負荷200に供給することができる。ここで、電力供給機器10から供給される電力は、実際の家屋などにおいては、分電盤などを経てから負荷200に供給されるが、そのような部材は省略してある。負荷200は、電力供給システム1から電力が供給される、ユーザが使用する家電製品などの各種の機器とすることができる。図1においては、負荷200は1つの部材として示してあるが、1つの部材には限定されず任意の個数の各種機器とすることができる。   The power generated by the DC power supply 30 can be supplied to various loads 200 that consume power through the power supply device 10. Here, in an actual house or the like, the power supplied from the power supply device 10 is supplied to the load 200 after passing through a distribution board or the like, but such members are omitted. The load 200 can be various devices such as home appliances used by the user, to which power is supplied from the power supply system 1. In FIG. 1, the load 200 is shown as one member, but is not limited to one member and can be any number of various devices.

また、本実施形態に係る電力供給システム1は、電力供給機器および当該電力供給機器に電力を出力する分散型電源の組を複数含むようにしてもよい。このように複数の電力供給機器を含んで電力供給システムを構成する場合、複数の電力供給機器はそれぞれ接続された分散型電源から電力を入力されるようにして、複数の電力供給機器それぞれから供給される電力が連結されるようにするのが好適である。   The power supply system 1 according to the present embodiment may include a plurality of power supply devices and a set of distributed power sources that output power to the power supply devices. When configuring a power supply system including a plurality of power supply devices in this way, the plurality of power supply devices are supplied from each of the plurality of power supply devices so that power is input from each connected distributed power source. It is preferable that the electric power to be connected is connected.

さらに、図1に示すように、電力供給システム1において、電力供給機器10には、電流センサ40が接続されている。電流センサ40は、例えば、CT(Current Transformer:変流器)とすることができる。しかしながら、電流を検出することができる要素であれば、任意のものを採用することができる。   Furthermore, as shown in FIG. 1, in the power supply system 1, a current sensor 40 is connected to the power supply device 10. The current sensor 40 can be, for example, a CT (Current Transformer). However, any element can be adopted as long as it can detect current.

この電流センサ40は、電力供給機器10と系統100との間に流れる電流を検出する。これにより、電力供給機器10は、電力供給システム1の供給する電力が系統100に逆潮流しているか否かを判定することができる。このため、電流センサ40は、図1に示すように、電力供給機器10から供給される電力のうち、負荷200に供給された後で系統100に流れる電力を検出する位置に配置される。   The current sensor 40 detects a current flowing between the power supply device 10 and the system 100. Thereby, the power supply device 10 can determine whether or not the power supplied from the power supply system 1 is flowing backward to the grid 100. For this reason, as shown in FIG. 1, the current sensor 40 is disposed at a position for detecting the power flowing through the system 100 after being supplied to the load 200 from the power supplied from the power supply device 10.

電流センサ40が検出した電流の値は、電力供給機器10に、無線または有線の通信により、直接的または間接的に通知されるようにする。そして、電力供給機器10は、電流センサ40が検出する電流、および、電力供給機器10が供給する交流の電圧から、逆潮流電力を算出することができる。以下、説明のため、電流センサ40が検出する電流の値を、CTと記す。   The value of the current detected by the current sensor 40 is notified directly or indirectly to the power supply device 10 by wireless or wired communication. The power supply device 10 can calculate the reverse power flow from the current detected by the current sensor 40 and the AC voltage supplied from the power supply device 10. Hereinafter, for the sake of explanation, the value of the current detected by the current sensor 40 is referred to as CT.

次に、本実施形態に係る電力供給機器10について、より詳細に説明する。   Next, the power supply device 10 according to the present embodiment will be described in more detail.

図1に示すように、電力供給機器10は、DC/DCコンバータ12、インバータ14、および制御部16を備えている。   As shown in FIG. 1, the power supply device 10 includes a DC / DC converter 12, an inverter 14, and a control unit 16.

DC/DCコンバータ12Aは、直流電源30から出力される直流の電力を昇圧または降圧するなどの調整を行う。インバータ14は、DC/DCコンバータ12が電圧を調整した直流の電力を交流に変換する。これらDC/DCコンバータ12およびインバータ14は、一般的によく知られた構成とすることができるため、より詳細な説明は省略する。   The DC / DC converter 12A performs adjustment such as stepping up or stepping down the direct current power output from the direct current power supply 30. The inverter 14 converts the DC power whose voltage is adjusted by the DC / DC converter 12 into AC. Since the DC / DC converter 12 and the inverter 14 can have a generally well-known configuration, a more detailed description is omitted.

制御部16は、電力供給機器10の各機能部をはじめとして電力供給機器10の全体を制御および管理する。制御部16は、例えばマイコンまたはプロセッサ(CPU)などで構成することができる。また、制御部16は、各種プログラムおよび種々の情報を記憶するメモリも備えるものとして、以下説明する。このメモリは、制御部16が行うデータ解析および各種の演算処理などを行う際のアルゴリズム、およびルックアップテーブル(LUT)のような各種の参照テーブルなども記憶する。   The control unit 16 controls and manages the entire power supply device 10 including each functional unit of the power supply device 10. The control part 16 can be comprised by a microcomputer or a processor (CPU) etc., for example. Moreover, the control part 16 is demonstrated below as what is also provided with the memory which memorize | stores various programs and various information. This memory also stores algorithms for performing data analysis and various arithmetic processes performed by the control unit 16, and various reference tables such as a lookup table (LUT).

特に、本実施形態において、制御部16は、直流電源30から入力される直流の電力を制御することにより、電力供給機器10から供給される交流の電力を制御することができる。このような制御を行うため、制御部16は、図1に示すように、DC/DCコンバータ12およびインバータ14と、制御線により接続される。   In particular, in the present embodiment, the control unit 16 can control the AC power supplied from the power supply device 10 by controlling the DC power input from the DC power supply 30. In order to perform such control, the control unit 16 is connected to the DC / DC converter 12 and the inverter 14 by a control line as shown in FIG.

図1に示すように、電流センサ40が電力供給機器10に接続される際は、制御部16に接続されるようにするのが好適である。このような接続により、制御部16は、それぞれ、電力供給機器10と系統100との間に流れる電流に応じて、電力供給機器10に接続された直流電源30から出力される直流電力を制御することができる。   As shown in FIG. 1, when the current sensor 40 is connected to the power supply device 10, it is preferable that the current sensor 40 is connected to the control unit 16. With such a connection, the control unit 16 controls the DC power output from the DC power supply 30 connected to the power supply device 10 according to the current flowing between the power supply device 10 and the system 100, respectively. be able to.

また、図1に示すように、電力供給機器10は、電流計21、電圧計22、電圧計23、リンクコンデンサ24、電流計25、電圧計26も備えている。   As shown in FIG. 1, the power supply device 10 also includes an ammeter 21, a voltmeter 22, a voltmeter 23, a link capacitor 24, an ammeter 25, and a voltmeter 26.

電流計21は、直流電源30から出力される直流電力の電流値を計測する。以下、電流計21が計測する電流の値をA1と記す。電圧計22は、直流電源30から電力供給機器10に入力される直流電力の電圧値を計測する。以下、電圧計22が計測する電圧の値をV1と記す。   The ammeter 21 measures the current value of the DC power output from the DC power supply 30. Hereinafter, the value of the current measured by the ammeter 21 is denoted as A1. The voltmeter 22 measures the voltage value of DC power input from the DC power supply 30 to the power supply device 10. Hereinafter, the value of the voltage measured by the voltmeter 22 is denoted as V1.

電圧計23は、DC/DCコンバータが調整した後の直流電力の電圧値、すなわちリンクコンデンサ24の電圧値を計測する。以下、電圧計23が計測する電圧の値をV2と記す。リンクコンデンサ24は、直流電源30から出力される電力をある程度蓄えることで、電力の変動に対応することを可能にするコンデンサである。   The voltmeter 23 measures the voltage value of the DC power after being adjusted by the DC / DC converter, that is, the voltage value of the link capacitor 24. Hereinafter, the voltage value measured by the voltmeter 23 is denoted as V2. The link capacitor 24 is a capacitor that can cope with fluctuations in power by accumulating power output from the DC power supply 30 to some extent.

電流計25は、インバータ14が直流から交流に変換した後で出力される電力の電流値を計測する。以下、電流計25が計測する電流の値をA3と記す。電圧計26は、インバータ14が直流から交流に変換した後の電力の電圧値を計測する。以下、電圧計26が計測する電圧の値をV3と記す。   The ammeter 25 measures the current value of the electric power output after the inverter 14 converts from direct current to alternating current. Hereinafter, the value of the current measured by the ammeter 25 is referred to as A3. The voltmeter 26 measures the voltage value of the electric power after the inverter 14 converts from direct current to alternating current. Hereinafter, the voltage value measured by the voltmeter 26 is referred to as V3.

電流計21および電流計25は、電流値を計測することができるものであれば任意のものを採用することができる。同様に、電圧計22、電圧計23、および電圧計26は、電圧値を計測することができるものであれば任意のものを採用することができる。また、図1において、電流計21、電流センサ40、電流計25は、それぞれ付近に矢印で示す方向を正方向とする。したがって、図1において、系統への逆潮流の流れは正方向になり、系統からの逆潮流の流れは負方向になる。   Any ammeter can be adopted as the ammeter 21 and the ammeter 25 as long as the current value can be measured. Similarly, any voltmeter 22, voltmeter 23, and voltmeter 26 can be used as long as they can measure voltage values. In FIG. 1, the ammeter 21, the current sensor 40, and the ammeter 25 each have a direction indicated by an arrow in the vicinity as a positive direction. Therefore, in FIG. 1, the flow of reverse power flow to the grid is in the positive direction, and the flow of reverse power flow from the grid is in the negative direction.

次に、本実施形態に係る電力供給機器10の動作について説明する。   Next, operation | movement of the electric power supply apparatus 10 which concerns on this embodiment is demonstrated.

本実施形態において、電力供給機器10は、燃料電池のような売電不可能な電力が逆潮流しないように運転している最中に、例えば停電などにより単独運転の状態になっても、リンク電圧が低下しないように制御を行う。   In the present embodiment, the power supply device 10 is linked even if it is in a single operation state due to a power failure or the like during operation so that power that cannot be sold, such as a fuel cell, does not flow backward. Control is performed so that the voltage does not decrease.

以下、本実施形態による制御を説明するために、まず、電力供給機器10を使用せずに、従来のパワーコンディショナを使用した場合に想定される動作について説明する。ここで、「従来のパワーコンディショナ」とは、図1に示した電力供給システム1と同じような機器構成とすることができるが、その制御は、本実施形態に係る電力供給機器10の制御部16による制御とは異なる。以下の説明において、各電流計および電圧計などで計測される電流値および電圧値などは、図1にて説明した記号と同じものを用いる。   Hereinafter, in order to describe the control according to the present embodiment, first, an operation assumed when a conventional power conditioner is used without using the power supply device 10 will be described. Here, the “conventional power conditioner” can have a device configuration similar to that of the power supply system 1 shown in FIG. 1, but the control thereof is the control of the power supply device 10 according to the present embodiment. This is different from the control by the unit 16. In the following description, the current values and voltage values measured by each ammeter and voltmeter are the same as the symbols described in FIG.

図2および図3は、従来のパワーコンディショナの動作について説明する図である。図2および図3ともに、各箇所における電流値、電圧値、電力値、などの時間変化を概略的に示してある。左から右に向けて、すなわち時点(1)から時点(5)に向けて、時間が経過するものとして示してある。   2 and 3 are diagrams for explaining the operation of a conventional power conditioner. Both FIG. 2 and FIG. 3 schematically show temporal changes in current value, voltage value, power value, and the like at each location. From left to right, ie, from time (1) to time (5), time is shown as elapses.

図2(A)は、電流計25の位置にて計測される、インバータの出力電流(A3)を示す図である。また、図2(B)は、電流センサ40の位置にて計測される、系統電流(CT)を示す図である。また、図2(C)は、電圧計26の位置にて計測される、交流電圧(V3)を示す図である。   FIG. 2A is a diagram showing the output current (A3) of the inverter measured at the position of the ammeter 25. FIG. FIG. 2B is a diagram showing the grid current (CT) measured at the position of the current sensor 40. FIG. 2C is a diagram showing an AC voltage (V3) measured at the position of the voltmeter 26.

図3(A)は、電流計25の位置にて計測されるインバータの出力電流(A3)と電圧計26の位置にて計測される交流電圧(V3)との積で表される、インバータ出力電力(A3×V3)を示す図である。同時に、図3(A)は、電流センサ40の位置にて計測される系統電流(CT)と電圧計26の位置にて計測される交流電圧(V3)との積で表される、系統電力(CT×V3)も示してある。   FIG. 3A shows the inverter output represented by the product of the inverter output current (A3) measured at the position of the ammeter 25 and the AC voltage (V3) measured at the position of the voltmeter 26. It is a figure which shows electric power (A3 * V3). At the same time, FIG. 3A shows the system power represented by the product of the system current (CT) measured at the position of the current sensor 40 and the AC voltage (V3) measured at the position of the voltmeter 26. (CT × V3) is also shown.

図3(B)は、電圧計23の位置にて計測されるリンク電圧(V2)を示す図である。同時に、図3(B)は、電圧計22の位置にて計測される入力電圧(V1)も示してある。この入力電圧は、直流電源30から出力されてDC/DCコンバータ12に入力される電力の電圧を示す。   FIG. 3B is a diagram showing the link voltage (V 2) measured at the position of the voltmeter 23. At the same time, FIG. 3B also shows the input voltage (V1) measured at the position of the voltmeter 22. This input voltage indicates the voltage of power output from the DC power supply 30 and input to the DC / DC converter 12.

図2および図3において、パワーコンディショナは、時点(1)から運転を開始し、時点(3)において停電などが発生して単独運転を開始したものとする。   2 and 3, it is assumed that the power conditioner starts operation from the time point (1), and a power failure or the like occurs at the time point (3) to start the single operation.

時点(3)において単独運転が開始すると、図2(B)に示すように、系統電流(CT)は0Aになるため、系統からの順潮流の電流も、系統への逆潮流の電流もない状態になる。図2(B)に示すように、単独運転中(時点(3)以降)は、系統側に電流が流れなくなる。   When the single operation is started at the time point (3), the grid current (CT) becomes 0A as shown in FIG. 2 (B), so there is no forward current from the grid nor reverse current to the grid. It becomes a state. As shown in FIG. 2 (B), during the single operation (after time (3)), no current flows on the system side.

上述したように、連系運転時は若干の順潮流の状態になるようにするため、パワーコンディショナは、系統電流(CT)が0Aに近くなると、図3(B)に示すように入力電圧(V1)を上昇させることで入力直流電力を抑制し、順潮流の電力を増大させようとする。この入力直流電力が低下すると、リンク電圧(V2)も下がってしまうため、リンク電圧(V2)を一定にしようとして、パワーコンディショナは、インバータ出力電流(A3)を下げる。   As described above, when the grid operation is performed, the power conditioner has a slight forward power flow state. When the system current (CT) is close to 0 A, the power conditioner has an input voltage as shown in FIG. By increasing (V1), the input DC power is suppressed, and the power of the forward power flow is increased. When the input DC power decreases, the link voltage (V2) also decreases. Therefore, the power conditioner decreases the inverter output current (A3) in an attempt to keep the link voltage (V2) constant.

図2(A)に示すように、単独運転中(時点(3)以降)は、負荷追従を開始すると、系統からの順潮流の電力を増大させるため、インバータ出力電流(A3)を抑制し始める。単独運転中(時点(3)以降)は、電圧が固定されないため、図2(A)に示すようにインバータ出力電流(A3)が低下すると、それに伴って図2(C)に示すように交流電圧(V3)も低下する。このように、交流電圧(V3)およびインバータ出力電流(A3)が同時に低下するため、インバータ出力電力(A3×V3)は単独運転ではない時よりも高速で低下する。   As shown in FIG. 2A, during the single operation (after time (3)), when load following is started, the forward output power from the system is increased, and therefore the inverter output current (A3) starts to be suppressed. . During the single operation (after time (3)), since the voltage is not fixed, when the inverter output current (A3) decreases as shown in FIG. 2 (A), the alternating current as shown in FIG. The voltage (V3) also decreases. As described above, since the AC voltage (V3) and the inverter output current (A3) are simultaneously reduced, the inverter output power (A3 × V3) is reduced at a higher speed than when the single operation is not performed.

やがて、時点(4)に達し、図3(A)に示すようにインバータ出力電力(A3×V3)が0Wまで抑制されると、図2(A)に示すようにインバータ出力電流(A3)が0A未満になる(時点(5)以降)。ここで、単独運転中は、図2(A)に示すインバータ出力電流(A3)が負になると、図2(C)に示す交流電圧(V3)も負になる。   Eventually, when the time point (4) is reached and the inverter output power (A3 × V3) is suppressed to 0 W as shown in FIG. 3 (A), the inverter output current (A3) becomes as shown in FIG. 2 (A). Less than 0 A (after time (5)). Here, during the independent operation, when the inverter output current (A3) shown in FIG. 2 (A) becomes negative, the AC voltage (V3) shown in FIG. 2 (C) also becomes negative.

このように、A3およびV3が共に負になる時点(5)以降においては、その積であるインバータ出力電力(A3×V3)は、図3(A)に示すように正になる。すなわち、リンク電圧(V2)を上昇させるためにインバータ出力電流(A3)を低下させると、インバータ出力電力(A3×V3)は上昇する。逆に、リンク電圧(V2)を下降させるためにインバータ出力電流(A3)を増大させると、インバータ出力電力(A3×V3)は低下する。このため、パワーコンディショナは、図3(B)に示すように、結果的にリンク電圧(V2)を使用者の意図とは逆の制御をしてしまうことになる。   Thus, after the time point (5) when both A3 and V3 become negative, the product of the inverter output power (A3 × V3) becomes positive as shown in FIG. That is, when the inverter output current (A3) is decreased to increase the link voltage (V2), the inverter output power (A3 × V3) increases. Conversely, when the inverter output current (A3) is increased to decrease the link voltage (V2), the inverter output power (A3 × V3) is decreased. For this reason, as shown in FIG.3 (B), a power conditioner will control link voltage (V2) contrary to a user's intention as a result.

図2および図3に示す例の場合、時点(5)において直流電源30から出力される電力はすでに0Wになっており、リンク電圧(V2)を上昇させる電源が存在しないことになるため、リンク電圧(V2)は急激に低下する。このようにリンク電圧(V2)が低下すると、図3(B)に示すように、入力電圧(V1)はリンク電圧(V2)より大きくならない(時点(6)以降)。このため、入力電圧(V1)を目標値に制御することができなくなる。リンク電圧(V2)が低下して、例えば直流電源の電圧以下になると、DC/DCコンバータ12の昇圧スイッチがオフの状態でも直流電源から電流が流れることになり、場合によっては過電流が流れるという不都合も想定される。   In the case of the example shown in FIGS. 2 and 3, the power output from the DC power source 30 at time (5) is already 0 W, and there is no power source that increases the link voltage (V2). The voltage (V2) decreases rapidly. When the link voltage (V2) decreases in this way, the input voltage (V1) does not become larger than the link voltage (V2) as shown in FIG. 3B (after time (6)). For this reason, the input voltage (V1) cannot be controlled to the target value. When the link voltage (V2) decreases and becomes lower than the voltage of the DC power supply, for example, current flows from the DC power supply even when the booster switch of the DC / DC converter 12 is off, and in some cases an overcurrent flows. Inconvenience is also assumed.

このような不都合を回避するため、本実施形態では、電力供給機器10の制御部16が、電流センサ40の位置の電流値(CT)から当該位置の電力を算出し、若干の順潮流が発生している状態になるように、直流電力30から入力される電力を調整する。具体的には、この電力の調整は、制御部16がDC/DCコンバータ12を制御して、直流電源30の動作電圧(入力電圧(V1))を変更することにより行う。また、制御部16は、電力供給機器10を制御して、リンク電圧(V2)が一定になるようにする。これにより、直流電源30が出力する電力は、交流側に押し出されて、負荷200により消費される。以下、本実施形態に係る電力供給機器10の動作について、より詳細に説明する。   In order to avoid such inconvenience, in the present embodiment, the control unit 16 of the power supply device 10 calculates the power at the position from the current value (CT) at the position of the current sensor 40, and a slight forward flow occurs. The electric power input from the DC electric power 30 is adjusted so as to be in a state of being in operation. Specifically, this power adjustment is performed by the control unit 16 controlling the DC / DC converter 12 to change the operating voltage (input voltage (V1)) of the DC power supply 30. Further, the control unit 16 controls the power supply device 10 so that the link voltage (V2) becomes constant. Thereby, the electric power output from the DC power source 30 is pushed out to the AC side and consumed by the load 200. Hereinafter, operation | movement of the electric power supply apparatus 10 which concerns on this embodiment is demonstrated in detail.

図4は、本実施形態に係る電力供給機器10の動作を説明するフローチャートである。図4は、本実施形態に係る電力供給機器10において、特に制御部16が行う制御を中心として説明するものである。   FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the power supply device 10 according to the present embodiment. FIG. 4 illustrates the control performed by the control unit 16 in the power supply device 10 according to the present embodiment.

また、図5および図6は、本発明に係る電力供給機器10の動作について説明する図である。図5および図6は、図2および図3と同様に、各箇所における電流値、電圧値、電力値、などの時間変化を概略的に示してある。また、図5および図6においても、左から右に向けて、すなわち時点(1)から時点(4)に向けて、時間が経過するものとして示してある。図5および図6においても、電力供給機器10は、時点(1)から運転を開始し、時点(3)において停電などが発生して単独運転を開始したものとする。   5 and 6 are diagrams for explaining the operation of the power supply device 10 according to the present invention. 5 and 6 schematically show temporal changes in current values, voltage values, power values, and the like at each location, as in FIGS. 2 and 3. 5 and 6 also show that time elapses from left to right, that is, from time (1) to time (4). 5 and 6, it is assumed that the power supply device 10 starts operation from the time point (1), and a power failure or the like occurs at the time point (3) to start the single operation.

図5(A)は電流計25が計測するインバータの出力電流(A3)を示し、図5(B)は電流センサ40が計測する系統電流(CT)を示し、図5(C)は電圧計26が計測する交流電圧(V3)を示す。   5A shows the output current (A3) of the inverter measured by the ammeter 25, FIG. 5B shows the system current (CT) measured by the current sensor 40, and FIG. 5C shows the voltmeter. The alternating voltage (V3) which 26 measures is shown.

図6(A)は、電流計25が計測するインバータの出力電流(A3)と電圧計26が計測する交流電圧(V3)との積で表されるインバータ出力電力(A3×V3)を示す。図6(A)は、電流センサ40が計測する系統電流(CT)と電圧計26が計測する交流電圧(V3)との積で表される系統電力(CT×V3)も示す。   FIG. 6A shows inverter output power (A3 × V3) represented by the product of the inverter output current (A3) measured by the ammeter 25 and the AC voltage (V3) measured by the voltmeter 26. FIG. 6A also shows system power (CT × V3) represented by the product of the system current (CT) measured by the current sensor 40 and the AC voltage (V3) measured by the voltmeter 26.

図6(B)は、電圧計23が計測するリンク電圧(V2)を示す図である。図6(B)は、電圧計22が計測する入力電圧(V1)も示す。この入力電圧は、直流電源30から出力されてDC/DCコンバータ12に入力される電力の電圧を示す。   FIG. 6B is a diagram showing the link voltage (V2) measured by the voltmeter 23. FIG. 6B also shows the input voltage (V1) measured by the voltmeter 22. This input voltage indicates the voltage of power output from the DC power supply 30 and input to the DC / DC converter 12.

図4に示すように、本実施形態に係る電力供給機器10の動作が開始すると、制御部16は、系統電力(CT×V3)の値が例えば−50Wのような所定の閾値(第3の閾値)以上であるか否かを判定する(ステップS11)。この所定の閾値は、この値を超えると系統100への電力の逆潮流が発生するおそれがある手前の段階として適切な閾値を設定するのが好適である。すなわち、この所定の閾値は、この値を系統電力(CT×V3)が超えなければ、ただちに逆潮流の電力が発生するおそれがないと想定される値として設定するのが好適である。以下、当該所定の閾値は−50Wであるものとして説明する。なお、系統電力(CT×V3)が−50W以上とは、すなわち順潮流電力が50W以下ということを意味する。   As shown in FIG. 4, when the operation of the power supply device 10 according to the present embodiment starts, the control unit 16 sets a predetermined threshold (third value) such that the value of the system power (CT × V3) is −50 W, for example. It is determined whether or not (threshold) or more (step S11). As this predetermined threshold value, it is preferable to set an appropriate threshold value as a preceding stage in which a reverse power flow to the grid 100 may occur if this value is exceeded. In other words, this predetermined threshold value is preferably set as a value that assumes that there is no possibility of generating reverse power flow immediately if the system power (CT × V3) does not exceed this value. In the following description, it is assumed that the predetermined threshold is −50 W. Note that the system power (CT × V3) being −50 W or more means that the forward power flow is 50 W or less.

ステップS11において系統電力(CT×V3)が−50W以上でない時、直流電源30の出力電力を増大させることができるため、制御部16は、入力電圧(V1)を所定値ぶんだけ下げる(ステップS12)。この所定値とは、入力電圧(V1)の変化に基づく直流電源30の出力電力の変化の特性などに応じて、適切な値を設定するのが好適である。なお、電力供給機器10においては、入力電圧(V1)を下げることにより、直流電源30の出力電力(直流電源30からDC/DCコンバータ12に入力される電力)を増大させることができる。   When the system power (CT × V3) is not −50 W or more in step S11, the output power of the DC power supply 30 can be increased, so the control unit 16 decreases the input voltage (V1) by a predetermined value (step S12). ). The predetermined value is preferably set to an appropriate value in accordance with the characteristics of the change in the output power of the DC power supply 30 based on the change in the input voltage (V1). In the power supply device 10, the output power of the DC power supply 30 (power input from the DC power supply 30 to the DC / DC converter 12) can be increased by reducing the input voltage (V 1).

ステップS11およびステップS12の処理の流れは、図5および図6における時点(1)〜時点(2)に対応する。図6(A)に示すように、この時間において系統電力(CT×V3)は−50Wに達していないため、制御部16は、図6(B)に示すように、入力電圧(V1)を低下させる。   The process flow of step S11 and step S12 corresponds to the time point (1) to the time point (2) in FIGS. As shown in FIG. 6A, the system power (CT × V3) does not reach −50 W at this time, so the control unit 16 sets the input voltage (V1) as shown in FIG. Reduce.

ステップS11において系統電力(CT×V3)が−50W以上である時、制御部16は、インバータ出力電流(A3)のピークが例えば1Aのような所定の閾値(第1の閾値)未満か否かを判定する(ステップS13)。この所定の閾値は、この値を下回るとインバータ出力電流(A3)のピークが間もなく負の値に転じるおそれがある手前の段階として適切な閾値を設定するのが好適である。すなわち、この所定の閾値は、この値をインバータ出力電流(A3)のピークが下回らなければ、ただちにインバータ出力電流(A3)が負の値になるおそれがないと想定される値として設定するのが好適である。以下、当該所定の閾値は1Aであるものとして説明する。   When the system power (CT × V3) is −50 W or more in step S11, the control unit 16 determines whether or not the peak of the inverter output current (A3) is less than a predetermined threshold (first threshold) such as 1A, for example. Is determined (step S13). As this predetermined threshold value, it is preferable to set an appropriate threshold value as a preceding stage where the peak of the inverter output current (A3) may soon turn to a negative value when it falls below this value. That is, the predetermined threshold value is set as a value that assumes that the inverter output current (A3) is not likely to become a negative value immediately if the peak of the inverter output current (A3) does not fall below this value. Is preferred. In the following description, it is assumed that the predetermined threshold is 1A.

ステップS13においてインバータ出力電流(A3)のピークが1A未満でない時、制御部16は、系統電力(CT×V3)が例えば−40Wのような所定の閾値(第4の閾値)以上であるか否かを判定する(ステップS14)。すなわち、ステップS14においては、系統電力(CT×V3)≧−40Wであるか、あるいは−40W>系統電力(CT×V3)≧−50であるかを判定する。この所定の閾値も、この値を超えると系統100への電力の逆潮流が発生するおそれがある手前の段階として適切な閾値を設定するのが好適である。以下、当該所定の閾値は−40Wであるものとして説明する。なお、系統電力(CT×V3)が−40W以上とは、すなわち順潮流電力が40W以下ということを意味する。したがって、ステップS11およびステップS14において系統電力(CT×V3)の閾値をそれぞれ設定することにより、電力供給機器10は、系統からの順潮流の電力を設定した閾値同士の間に維持する。このため、これらの閾値は、順潮流を制御したい範囲の上限および下限として設定することができる。   When the peak of the inverter output current (A3) is not less than 1A in step S13, the control unit 16 determines whether or not the system power (CT × V3) is equal to or greater than a predetermined threshold (fourth threshold) such as −40 W, for example. Is determined (step S14). That is, in step S14, it is determined whether or not system power (CT × V3) ≧ −40 W or −40 W> system power (CT × V3) ≧ −50. It is preferable to set an appropriate threshold value as a preceding stage that may cause a reverse power flow to the grid 100 if this predetermined threshold value is exceeded. In the following description, it is assumed that the predetermined threshold is −40W. Note that the system power (CT × V3) being −40 W or more means that the forward power flow is 40 W or less. Therefore, by setting the threshold value of the grid power (CT × V3) in step S11 and step S14, the power supply device 10 maintains the forward power flow from the grid between the set threshold values. For this reason, these threshold values can be set as an upper limit and a lower limit of a range in which forward flow is desired to be controlled.

ステップS13からステップS14までの処理の流れは、図5および図6における時点(2)〜時点(4)に対応する。時点(2)〜時点(4)においては、図5(A)に示すように、インバータ出力電流(A3)のピークが1A以上である。   The flow of processing from step S13 to step S14 corresponds to time (2) to time (4) in FIGS. From time (2) to time (4), as shown in FIG. 5 (A), the peak of the inverter output current (A3) is 1 A or more.

ステップS14において系統電力(CT×V3)が−40W以上でない時、制御部16は、入力電圧(V1)を維持する(ステップS15)。これにより、直流電源30の出力電力(直流電源30からDC/DCコンバータ12に入力される電力)も維持することができる。   When the system power (CT × V3) is not −40 W or more in step S14, the control unit 16 maintains the input voltage (V1) (step S15). Thereby, the output power of the DC power supply 30 (power input to the DC / DC converter 12 from the DC power supply 30) can also be maintained.

ステップS14からステップS15に向かう処理の流れは、図5および図6における時点(2)〜時点(3)に対応する。時点(2)〜時点(3)においては、図6(A)に示すように、系統電力(CT×V3)が−40以上になっていない(−50W)。この場合、図6(B)に示すように、入力電圧(V1)は維持される。   The flow of processing from step S14 to step S15 corresponds to time (2) to time (3) in FIGS. From time (2) to time (3), as shown in FIG. 6 (A), the grid power (CT × V3) is not −40 or more (−50 W). In this case, as shown in FIG. 6B, the input voltage (V1) is maintained.

ステップS14において系統電力(CT×V3)が−40W以上である時、直流電源30の出力電力を低減させるため、制御部16は、入力電圧(V1)を所定値ぶんだけ上げる(ステップS16)。この所定値も、入力電圧(V1)の変化に基づく直流電源30の出力電力の変化の特性などに応じて、適切な値を設定するのが好適である。なお、電力供給機器10においては、入力電圧(V1)を上げることにより、直流電源30の出力電力(直流電源30からDC/DCコンバータ12に供給される電力)を減少させることができる。   When the system power (CT × V3) is −40 W or more in step S14, the control unit 16 increases the input voltage (V1) by a predetermined value in order to reduce the output power of the DC power supply 30 (step S16). This predetermined value is also preferably set to an appropriate value according to the characteristics of the change in the output power of the DC power supply 30 based on the change in the input voltage (V1). In the power supply device 10, the output power of the DC power supply 30 (power supplied from the DC power supply 30 to the DC / DC converter 12) can be reduced by increasing the input voltage (V1).

ステップS14からステップS16に向かう処理の流れは、図5および図6における時点(3)〜時点(4)に対応する。時点(3)〜時点(4)においては、図6(A)に示すように、系統電力(CT×V3)が−40以上(0W)である。この場合、図6(B)に示すように、入力電圧(V1)を上昇させる。   The flow of processing from step S14 to step S16 corresponds to time (3) to time (4) in FIGS. 5 and 6. From time (3) to time (4), as shown in FIG. 6 (A), the system power (CT × V3) is −40 or more (0 W). In this case, as shown in FIG. 6B, the input voltage (V1) is increased.

一方、ステップS13においてインバータ出力電流(A3)のピークが1A未満である時、制御部16は、系統電流(CT)の絶対値が例えば0.1Aのような所定の閾値(第2の閾値)未満であるか否かを判定する(ステップS17)。すなわち、ステップS17においては、電力供給機器10が単独運転の状態であると想定されるか否かを判定している。上述したように、例えば停電などで電力供給機器10が単独運転の状態になっていれば、電流センサ40で計測される電流値(CT)はほぼゼロになる。したがって、ここでの所定の閾値とは、ほぼゼロに近い値を設定するのが好適である。以下、当該所定の閾値は0.1Aであるものとして説明する。また、電流の流れの方向によって正および負になり得るため、系統電流(CT)の絶対値に基づいて判定するのが好適である。   On the other hand, when the peak of the inverter output current (A3) is less than 1A in step S13, the control unit 16 sets a predetermined threshold value (second threshold value) such that the absolute value of the system current (CT) is, for example, 0.1A. It is determined whether it is less than (step S17). That is, in step S17, it is determined whether or not the power supply device 10 is assumed to be in a single operation state. As described above, for example, if the power supply device 10 is in a single operation state due to a power failure or the like, the current value (CT) measured by the current sensor 40 becomes substantially zero. Therefore, it is preferable to set a value close to zero as the predetermined threshold here. In the following description, it is assumed that the predetermined threshold is 0.1A. Moreover, since it can be positive and negative depending on the direction of current flow, it is preferable to make a determination based on the absolute value of the grid current (CT).

ステップS17において系統電流(CT)の絶対値が0.1A未満でない時は、電力供給機器10が単独運転ではないこともあり得るため、制御部16は、ステップS14に移行して処理を続行する。一方、ステップS17において系統電流(CT)の絶対値が0.1A未満である時は、電力供給機器10が単独運転であると想定されるため、制御部16は、ステップS15に移行して処理を続行する。   When the absolute value of the grid current (CT) is not less than 0.1 A in step S17, the power supply device 10 may not be in an independent operation. Therefore, the control unit 16 proceeds to step S14 and continues the process. . On the other hand, when the absolute value of the grid current (CT) is less than 0.1 A in step S17, it is assumed that the power supply device 10 is operating independently, so the control unit 16 proceeds to step S15 and performs processing. To continue.

ステップS17からステップS15に向かう処理の流れは、図5および図6における時点(4)以降に対応する。時点(4)以降においては、図6(B)に示すように、入力電圧(V1)は維持される。したがって、図5(A)に示すようにインバータ出力電流(A3)はそれ以下低下しなくなり、図6(B)に示すようにリンク電圧(V2)が低下することはなくなる。このように、本実施形態によれば、インバータ出力電流(A3)が負にならないため、従来のように出力電力が使用者の意図とは逆に制御されて、リンク電圧が不安定になってしまうことを防ぐことができる。   The flow of processing from step S17 to step S15 corresponds to the time point (4) and after in FIG. 5 and FIG. After time (4), the input voltage (V1) is maintained as shown in FIG. 6 (B). Therefore, the inverter output current (A3) does not decrease any more as shown in FIG. 5 (A), and the link voltage (V2) does not decrease as shown in FIG. 6 (B). Thus, according to the present embodiment, since the inverter output current (A3) does not become negative, the output power is controlled contrary to the user's intention as in the conventional case, and the link voltage becomes unstable. Can be prevented.

なお、図4で説明した処理は、入力電圧(V1)を制御するために、制御部16が定期的に繰り返し行う処理とするのが好適である。   The process described with reference to FIG. 4 is preferably a process that the control unit 16 periodically repeats in order to control the input voltage (V1).

以上説明したように、本実施形態において、系統100に連系し、直流電源30からの直流電力を交流電力に変換する。また、本実施形態において、制御部16は、電力供給機器10と系統100との間に流れる電流に応じて、前記交流電力を制御する。ここで、制御部16は、所定の条件下で、直流電源30から出力される電力を維持するように制御する。この所定の条件とは、電力供給機器10から供給される電流(A3)のピークが第1の閾値(例えば1A)未満、かつ、電力供給機器10と系統100との間に流れる電流(CT)の絶対値が第2の閾値(例えば0.1A)未満の時である。   As described above, in the present embodiment, the DC power from the DC power supply 30 is converted into AC power connected to the system 100. In the present embodiment, the control unit 16 controls the AC power according to the current flowing between the power supply device 10 and the system 100. Here, the control unit 16 performs control so as to maintain the power output from the DC power supply 30 under a predetermined condition. The predetermined condition is that the peak of the current (A3) supplied from the power supply device 10 is less than a first threshold (for example, 1A), and the current (CT) that flows between the power supply device 10 and the system 100 Is an absolute value less than a second threshold (for example, 0.1 A).

ここで、制御部16は、そのような制御を、電力供給機器10と系統100との間の電力(CT×V3)が第3の閾値(例えば−50W)以上の時に行ってもよい。また、制御部16は、電力供給機器10と系統100との間の電力(CT×V3)が前記第3の閾値(例えば−50W)未満の時、直流電源30から出力される電力を減少させるように制御してもよい。   Here, the control unit 16 may perform such control when the power (CT × V3) between the power supply device 10 and the system 100 is greater than or equal to a third threshold (for example, −50 W). Moreover, the control part 16 reduces the electric power output from the DC power supply 30, when the electric power (CT * V3) between the electric power supply apparatus 10 and the system | strain 100 is less than the said 3rd threshold value (for example, -50W). You may control as follows.

また、制御部16は、所定の条件下で、直流電源30から出力される電力を増大させるように制御してもよい。この所定の条件とは、電力供給機器10から供給される電流(A3)のピークが前記第1の閾値(例えば1A)以上、または、電力供給機器10と系統100との間に流れる電流(CT)の絶対値が前記第2の閾値(例えば0.1A)以上の時である。   Further, the control unit 16 may perform control so as to increase the power output from the DC power supply 30 under a predetermined condition. This predetermined condition is that the peak of the current (A3) supplied from the power supply device 10 is greater than or equal to the first threshold value (for example, 1A), or the current flowing between the power supply device 10 and the system 100 (CT ) When the absolute value is equal to or greater than the second threshold value (for example, 0.1 A).

また、制御部16は、そのような制御を、電力供給機器10と系統100との間の電力(CT×V3)が第4の閾値(例えば−40W)以上の時に行ってもよい。また、制御部16は、電力供給機器10と系統100との間の電力(CT×V3)が前記第4の閾値(例えば−40W)未満の時、直流電源30から出力される電力を維持するように制御してもよい。   Moreover, the control part 16 may perform such control when the electric power (CT * V3) between the electric power supply apparatus 10 and the system | strain 100 is more than a 4th threshold value (for example, -40W). Further, the control unit 16 maintains the power output from the DC power supply 30 when the power (CT × V3) between the power supply device 10 and the system 100 is less than the fourth threshold value (for example, −40 W). You may control as follows.

本実施形態によれば、通常の連系運転時には逆潮流の発生を防止しつつ、単独運転の状態であることが検出されると、各所の電流および電圧を安定状態に保つことができる。したがって、本実施形態によれば、リンク電圧(V2)を低下させずに維持することができ、過電流が流れるような不都合は回避される。また、本実施形態によれば、単独運転の状態であることが検出されるまでに仮に時間がかかったとしても、各所の電流および電圧を安定状態に保つことができる。さらに、本実施形態によれば、単独運転時以外でも、例えば電流センサ40が断線または脱落などした場合にも、系統電流(CT)が0Aと検出される。しかしながら、このような場合であっても、直流電源30から出力される電力が0W近くまで制御されるため、系統100への逆潮流は防止される。   According to the present embodiment, current and voltage at various places can be maintained in a stable state when it is detected that the state is a single operation while preventing the occurrence of reverse power flow during normal interconnection operation. Therefore, according to the present embodiment, the link voltage (V2) can be maintained without being lowered, and an inconvenience that an overcurrent flows is avoided. Moreover, according to this embodiment, even if it takes time until it is detected that the vehicle is in a single operation state, currents and voltages at various places can be kept stable. Further, according to the present embodiment, the system current (CT) is detected as 0 A even when the current sensor 40 is disconnected or dropped, for example, other than during single operation. However, even in such a case, since the power output from the DC power supply 30 is controlled to near 0 W, the reverse power flow to the system 100 is prevented.

本発明を諸図面および実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形および修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の機能部およびステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本発明の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。   Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various variations and modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions included in each functional unit, each means, each step, etc. can be rearranged so that there is no logical contradiction, and a plurality of functional units, steps, etc. are combined or divided into one. It is possible. In addition, each of the embodiments of the present invention described above is not limited to being performed faithfully to each of the embodiments described above, and is implemented by appropriately combining the features or omitting some of the features. You can also.

また、本発明は、電力供給機器10の発明としてのみならず、電力供給機器10Cのような電力供給機器を含む電力供給システムの発明として実施することもできる。この場合、当該システムにおいて、電力供給機器10は、所定の条件下で、直流電源30から出力される電力を維持するように制御する。この所定の条件とは、電力供給機器10から供給される電流(A3)のピークが第1の閾値(例えば1A)未満、かつ、電流センサ40が検出する電流(CT)の絶対値が第2の閾値(例えば0.1A)未満の時である。   In addition, the present invention can be implemented not only as an invention of the power supply device 10 but also as an invention of a power supply system including a power supply device such as the power supply device 10C. In this case, in the system, the power supply device 10 performs control so as to maintain the power output from the DC power supply 30 under a predetermined condition. The predetermined condition is that the peak of the current (A3) supplied from the power supply device 10 is less than a first threshold (for example, 1 A) and the absolute value of the current (CT) detected by the current sensor 40 is the second. Is less than the threshold value (for example, 0.1 A).

さらに、本発明は、上述したような電力供給システムにおける電力供給方法として実施することもできる。   Furthermore, the present invention can also be implemented as a power supply method in the power supply system as described above.

1 電力供給システム
10 電力供給機器
12 DC/DCコンバータ
14 インバータ
16 制御部
21,25 電流計
22,23,26 電圧計
24 リンクコンデンサ
30 直流電源
40 電流センサ
100 系統
200 負荷
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power supply system 10 Electric power supply apparatus 12 DC / DC converter 14 Inverter 16 Control part 21, 25 Ammeter 22, 23, 26 Voltmeter 24 Link capacitor 30 DC power supply 40 Current sensor 100 System 200 Load

Claims (8)

系統に連系し、分散電源からの直流電力を交流電力に変換する電力供給機器であって、
前記電力供給機器は、当該電力供給機器と前記系統との間に流れる電流に応じて、前記交流電力を制御する制御部を備え、
前記制御部は、当該電力供給機器から供給される電流のピークが第1の閾値未満、かつ、当該電力供給機器と前記系統との間に流れる電流の絶対値が第2の閾値未満の時、前記分散型電源から出力される電力を維持するように制御する、電力供給機器。
And interconnection to the system, a power supply apparatus for converting DC power from the dispersed type power supply to AC power,
The power supply device includes a control unit that controls the AC power according to a current flowing between the power supply device and the system.
When the peak of the current supplied from the power supply device is less than the first threshold and the absolute value of the current flowing between the power supply device and the system is less than the second threshold, A power supply device that controls to maintain power output from the distributed power source.
前記制御部は、前記電力供給機器と前記系統との間の電力が第3の閾値以上の時、請求項1に記載の制御を行う、電力供給機器。   The said control part is an electric power supply apparatus which performs control of Claim 1 when the electric power between the said electric power supply apparatus and the said system | strain is more than a 3rd threshold value. 前記制御部は、前記電力供給機器と前記系統との間の電力が前記第3の閾値未満の時、前記分散型電源から出力される電力を増大させるように制御する、請求項2に記載の電力供給機器。 The said control part is controlled so that the electric power output from the said distributed power supply may be increased when the electric power between the said electric power supply apparatus and the said system | strain is less than the said 3rd threshold value. Power supply equipment. 前記制御部は、前記電力供給機器から供給される電流のピークが前記第1の閾値以上、または、当該電力供給機器と前記系統との間に流れる電流の絶対値が前記第2の閾値以上の時、前記分散型電源から出力される電力を減少させるように制御する、請求項1〜3の何れか1項に記載の電力供給機器。 The control unit is configured such that a peak of current supplied from the power supply device is equal to or greater than the first threshold value, or an absolute value of current flowing between the power supply device and the system is equal to or greater than the second threshold value. The power supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein control is performed so as to reduce power output from the distributed power source. 前記制御部は、前記電力供給機器と前記系統との間の電力が第4の閾値以上の時、請求項4に記載の制御を行う、電力供給機器。   The said control part is an electric power supply apparatus which performs control of Claim 4 when the electric power between the said electric power supply apparatus and the said system | strain is more than a 4th threshold value. 前記制御部は、前記電力供給機器と前記系統との間の電力が前記第4の閾値未満の時、前記分散型電源から出力される電力を維持するように制御する、請求項4に記載の電力供給機器。   5. The control unit according to claim 4, wherein when the power between the power supply device and the system is less than the fourth threshold value, the control unit controls to maintain the power output from the distributed power source. Power supply equipment. 系統に連系し、分散電源からの直流電力を交流電力に変換する電力供給機器と、
前記電力供給機器と前記系統との間に流れる電流を検出する電流センサと、
を含む電力供給システムであって、
前記電力供給機器は、当該電力供給機器から供給される電流のピークが第1の閾値未満、かつ、前記電流センサが検出する電流の絶対値が第2の閾値未満の時、前記分散型電源から出力される電力を維持するように制御する、電力供給システム。
A power supply device and interconnection to the system, to convert the DC power from the dispersed type power supply to AC power,
A current sensor for detecting a current flowing between the power supply device and the system;
A power supply system comprising:
The power supply device is configured such that when the peak of the current supplied from the power supply device is less than a first threshold and the absolute value of the current detected by the current sensor is less than a second threshold, the distributed power supply A power supply system that controls to maintain the output power.
系統に連系し、分散電源からの直流電力を交流電力に変換する電力供給機器と、
前記電力供給機器と前記系統との間に流れる電流を検出する電流センサと、
を含む電力供給システムにおける電力供給方法であって、
前記電力供給機器において、当該電力供給機器から供給される電流のピークが第1の閾値未満、かつ、前記電流センサが検出する電流の絶対値が第2の閾値未満の時、前記分散型電源から出力される電力を維持するように制御する、電力供給方法。
A power supply device and interconnection to the system, to convert the DC power from the dispersed type power supply to AC power,
A current sensor for detecting a current flowing between the power supply device and the system;
A power supply method in a power supply system including:
In the power supply device, when the peak of the current supplied from the power supply device is less than a first threshold and the absolute value of the current detected by the current sensor is less than a second threshold, the distributed power source A power supply method for controlling to maintain output power.
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